Association De Polymorphismes De L’IGFR Et Des Gènes Dans Le Facteur De Croissance Transformant-Bêta-Bone Morphogenetic Protein Pathway Avec Bactériémie Dans La drépanocytose

Infection et bactériémie sont courantes dans la drépanocytose Nous avons émis l’hypothèse que, conformément à la preuve de la modulation génétique d’autres complications de la maladie, le risque de développer une bactériémie pourrait également être modulé génétiquement. le risque de bactériémie dans l’anémie drépanocytaire Nous avons trouvé des associations significatives avec les SNP dans IGFR et les gènes de la voie TGF-β / BMP BMP, TGFBR, BMPRA, SMAD et SMAD Nous suggérons que IGFR et la voie TGF-β / BMP pourraient jouer des rôles importants dans la fonction immunitaire dans l’anémie drépanocytaire et leurs polymorphismes peuvent aider à identifier un phénotype «à tendance bactériémique»

L’anémie falciforme, causée par l’homozygotie pour une mutation dans le gène de l’hémoglobine β HBB; Le gluval présente de multiples complications dues à la vasculopathie falciforme et à l’anémie hémolytique. Parmi ces complications, le risque d’infection et de bactériémie est accru. Comparé à la population générale afro-américaine, l’incidence de l’infection invasive à Streptococcus pneumoniae est plus élevée chez les enfants drépanocytaires. ] Une explication majeure de l’augmentation de l’incidence de l’infection est une fonction splénique anormale. En âge,% des patients atteints de drépanocytose présentent une atrophie splénique ou des signes cliniques d’asplénie fonctionnelle contribuant à une altération de l’immunité cellulaire et humorale. outre la fonction splénique, comme les polymorphismes du système antigène leucocytaire humain et l’haplotype du groupe de gènes β-globine, peut moduler la susceptibilité à l’infection dans l’anémie falciforme. Étudier une possible base génétique pour cette susceptibilité accrue à la bactériémie dans l’anémie falciforme , nous avons étudié l’association de polymère mononucléotidique phisms SNPs dans les gènes candidats qui pourraient déterminer un risque accru ou diminué d’infection pour les individus avec ce phénotype

Méthodes

Base de données L’étude coopérative de la drépanocytose a inclus des patients provenant de centres cliniques aux États-Unis observés longitudinalement pendant des années . Des échantillons sanguins ont été prélevés pour la détection de la thalassémie α et de l’haplotype des gènes de globine β-like. Nous avons limité notre étude aux patients atteints de drépanocytose, avec ou sans hétérozygotie co-thalassémique α ou homozygotie pour la délétion des gènes [HBA et HBA] α thalassémie, L’utilisation de ces données a été approuvée par l’Institutional Review Board de l’Université de Boston / Boston Medical Center Boston, les patients MACase et les sujets témoins. Un patient était un patient inscrit dans la Coopérative. Étude de la drépanocytose qui est entrée dans une clinique, un service d’urgence ou un hôpital à Établissements d’étude pour lesquels un résultat positif d’hémoculture n’a pas été associé à une source connue d’infection, comme une ostéomyélite, une arthrite septique, une pneumonie ou une méningite. Les sujets témoins n’avaient aucun antécédent de bactériémie ni d’événement bactériémique incident. Laboratoire Méthodes de laboratoire utilisées pour définir l’hémoglobine phénotype et les haplotypes des clusters de gènes globine α et β-like ont déjà été décrits SNP validés avec des informations de fréquence de population et des valeurs d’hétérozygotie de & gt; dans les gènes candidats ont d’abord été sélectionnés à partir des bases de données publiques http: // wwwncbinlmnihgov /, et l’analyse SNP a été réalisée par spectrométrie de masse en utilisant le système de génotypage séquentiel Sequenom, tel que rapporté ailleurs Nos gènes candidats ont été sélectionnés en raison de leurs rôles potentiels Après avoir trouvé des associations significatives entre les SNP dans le récepteur du facteur de croissance de l’insuline IGFR et de la voie du TGF-β / BMP avec de nombreux sous-phénotypes Les SNP de suivi ont été sélectionnés à l’aide du logiciel SNPBROWSER, version Applied Biosystems Chaque SNP de marquage haplotype sélectionné répondait aux exigences de conception du génotypage à l’aide du système de génotypage ABI SNPLEX. Les réactions SNPLEX du groupe Applera Biosystems Applied ont été analysées sur un Applied Biosystems Séquenceur d’ADN Un résumé de tous les SNP et gènes étudiés est disponible sous forme de feuille de calcul et peut être téléchargé sur http://www.buedu.com/downloads/documents/SupplementaryInformation/ TGFB_SNPsxlsPour le contrôle qualité, ~% des échantillons d’ADN ont été regénotypés, et Hardy-Weinberg l’équilibre a été évalué pour chaque SNP L’équilibre de Hardy-Weinberg a été déterminé avant l’analyse et, parce que tous les membres de notre population étudiée sont atteints de drépanocytose, a été réalisé à des fins de contrôle qualité plutôt que pour déterminer si les génotypes rencontraient l’attente mendélienne. Une base de données de suivi a été développée pour enregistrer les caractéristiques des ensembles de données, y compris le nom du fichier, la date, le nombre d’enregistrements et le contenu de chaque donnée. Les identités de fichier ont été vérifiées par rapport à celles de la base de Les données ont été transmises à un langage de requête structuré Base de données du serveur SQL qui contenait l’ensemble de données génotypiques utilisé dans cette étudeAnalyse statistique Les dénombrements génotypiques ont été comparés entre les patients atteints d’anémie falciforme qui avaient une bactériémie Ces paramètres ont été choisis parce qu’ils étaient distribués différemment entre les patients et les sujets témoins et / ou selon la compréhension actuelle de leur influence sur la morbidité et la mortalité. de l’anémie falciforme Pour chaque SNP, OR et% CI ont été calculés en assignant l’une des classes de génotypes homozygotes ou un groupe regroupé d’hétérozygotes et de classe homozygote comme référent. Dans notre dépistage initial, nous avons considéré un SNP associé à un phénotype lorsque la valeur P était ou si SNPs dans le sam Les gènes ont été considérés comme significatifs au niveau A Une deuxième phase de génotypage a été réalisée pour étudier d’autres SNP dans ces gènes et dans d’autres gènes apparentés ou localisés près d’eux. Les associations entre les SNP et la bactériémie ont été vérifiées par la même méthode analytique. au dessus

Tableau View largeDownload slideClinique et démographique des cas de bactériémies et de sujets témoinsTable View largeTélécharger les lamesCliniques cliniques et démographiques des cas de bactériémies et de sujets témoinsAnalyse des haplotypes Le déséquilibre de liaison par paire entre SNPs, exprimé en D ‘et r, a été évalué et illustré en utilisant le logiciel Haploview, version http: // wwwbroadmitedu / mpg / haploview / Pour les gènes candidats avec couverture SNP dense, les associations d’haplotypes ont été explorées avec des tests de score qui rendent compte de l’ambiguïté de la phase de linkage. association et en tant que tests spécifiques à l’haplotype Une stratégie en une étape a été appliquée pour explorer les associations d’haplotypes: premièrement, une méthode de fenêtre glissante de -SNPs, -SNPs et -SNPs a été utilisée pour analyser les régions qui ont généré une association significative; Puis, sur la base des résultats de la méthode des fenêtres glissantes, des associations avec des haplotypes spécifiques ont été analysées. Le programme haplostats, qui implémente l’algorithme de Schaid et al , a été utilisé pour réaliser ces analyses. ; et un écart significatif par rapport à l’attente d’équilibre de Hardy-Weinberg P & lt; ont été supprimés de l’analyse des haplotypes La fréquence minimale pour un haplotype à analyser a été fixée à%

Résultats

Caractéristiques démographiques et données hématologiques Les données cliniques pertinentes pour les patients atteints de drépanocytose inclus dans cette étude sont présentées dans le tableau Nous n’avons pas observé de différences significatives entre les cas de bactériémie et les sujets témoins, la concentration d’hémoglobine fœtale, la distribution de β- Les haplotypes du gène de la globine ou la présence d’une thalassémie α coïncidente Les patients atteints de bactériémie présentaient des concentrations d’hémoglobine légèrement plus faibles et une numération leucocytaire plus élevée. Sujets ayant reçu une antibioprophylaxie P = ou ayant reçu une vaccination contre Haemophilus influenzae P & lt; Sept organismes différents ont été isolés chez des patients atteints de drépanocytose et de bactériémie: S pneumoniae% de patients, Escherichia coli%, H influenzae%, Staphylococcus aureus% Les% restants d’organismes isolés chez des patients atteints d’anémie falciforme et de bactériémie comprenaient les Enterobacteriacae, les streptocoques du groupe A, Haemophilus parainfluenzae, Staphylococcus epidermidis, Neisseria meningiditis, les espèces Salmonella et Serratia. espèces Un nombre insuffisant de cas ne nous a pas permis d’examiner l’association des SNP avec un seul organisme infectieux. Génotypage SNP initial Dans la première phase du génotypage, nous avons étudié & gt; SNP dans ~ gènes candidats pour une association avec la bactériémie Les SNP qui répondent à nos critères d’association avec la bactériémie sont présentés dans le tableau Parmi les SNP dans les gènes connus étaient dans les BMP et un autre TGFBR Ces gènes ont été associés à d’autres phénotypes de drépanocytose, comme l’accident vasculaire cérébral et l’ostéonécrose

Résultats de l’association de génotype SNPSélection d’un grand polymorphisme mononucléotidique SNP génotypage de SNPSélection de SNP de seconde phase Nous avons ensuite génotypé des SNP dans des gènes de la voie TGF-β / BMP et des SNP dans IGFR Deux SNP dans BMPRA rs et hCV, SNP chacun dans SMAD et SMAD rs et rs, respectivement, et SNPs dans IGFR rs, rs, rs, et rs ont révélé des preuves d’une association avec la table de bactériémie Haplotype analyse Après avoir noté des résultats significatifs dans BMP et IGFR, l’analyse des haplotypes pour chaque gène a été réalisé pour le tracé de déséquilibre de liaison, voir http: // wwwbuedu / sicklecell / downloads / Publications_SupplementaryInformation / LD_Plot_BMPjpg et http: // wwwbuedu / sicklecell / downloads / Publications_SupplementaryInformation / LD_plot_IGFRjpg Une région en BMP avec des SNPs en fort déséquilibre de liaison, rs et rs , a donné l’association la plus statistiquement significative en utilisant la méthode de fenêtre glissante stic pour cette région a atteint une valeur P de Comparaison de l’haplotype contenant C-C avec la référence d’haplotype la plus courante C-T a donné un OR de% CI, – et une valeur P spécifique de la figure

Figure Vue grandDownload slide Diagramme de déséquilibre de link des polymorphismes nucléotidiques simples dans BMP pour tous les sujets Blanc, D ‘& lt; et logarithme des probabilités LOD & lt ;; gris, D ‘& lt; et LOD; noir, D ‘= et LOD Figure Vue largeDownload Diagramme de déséquilibre de liaison des polymorphismes mononucléotidiques en BMP pour tous les sujets Blanc, D’ & lt; et logarithme des probabilités LOD & lt ;; gris, D ‘& lt; et LOD; noir, D ‘= et LOD Deux haplotypes SNP significatifs ont été identifiés dans IGFR; l’haplotype consistant en SNPs rs et rs était le plus significatif, avec une valeur P globale de Comparaison de l’haplotype contenant AT avec la référence d’haplotype la plus commune AC produisant un OR de% CI, – et une valeur P spécifique du second haplotype rs et rs était marginalement significatif, avec une valeur P globale de, et avait une valeur P spécifique de OR; % CI, – en comparant l’haplotype contenant T-C avec la figure G-C de référence

Vue de la figure grandDownload slide Diagramme de déséquilibre de linkage des polymorphismes nucléotidiques simples dans l’IGFR pour tous les sujets Blanc, D ‘& lt; et LOD & lt ;; gris, D ‘& lt; et LOD; noir, D ‘= et LOD Figure Vue largeDownload Diagramme de déséquilibre de linkage des polymorphismes de nucléotides simples dans l’IGFR pour tous les sujets Blanc, D’ & lt; et LOD & lt ;; gris, D ‘& lt; et LOD; noir, D ‘= et LOD

Discussion

La drépanocytose, un syndrome mendélien monogénique prototypique, a un phénotype particulièrement hétérogène Nous avons émis l’hypothèse que, conformément à la preuve de la modulation génétique d’autres complications de la drépanocytose comme l’AVC, l’ostéonécrose, le priapisme et l’ulcération de la jambe, Des études antérieures ont suggéré que l’hétérogénéité génétique influence la susceptibilité à l’infection dans la population générale Dans la drépanocytose, l’incidence de l’infection peut également être modulée par des polymorphismes de l’antigène leucocytaire humain. system , le récepteur de la lectine liant le mannose , le récepteur Fc , et l’haplotype du groupe de gènes de type β-globine La superfamille du TGF-β comprend le TGF-β, les protéines morphogénétiques osseuses et diverses les membres de cette superfamille sont critiques pour la régulation et la transcription des protéines qui modulent l’hématopoïèse, la fonction endothéliale, croissance cellulaire, différenciation leucocytaire et angiogenèse Des variants de gènes de cette superfamille ont été associés à l’hypertension pulmonaire, au cancer, à l’ostéoporose et aux cardiopathies rhumatismales Des études préliminaires suggèrent que cette voie est associée à la survie en anémie falciforme [ Les membres de la voie TGF-β facilitent la différenciation des neutrophiles et inhibent leur prolifération et leur activation tandis que la BMP inhibe la maturation des cellules B De plus, une sensibilité accrue aux organismes Gram négatif et Gram positif et une fonction WBC altérée ont été démontrées dans un modèle murin. , avec un taux élevé de TGF-β lié aux IgG circulantes , possiblement par la modulation des cellules immunitaires via le récepteur Fc [,,] Nous avons identifié un SNP dans SMAD significativement associé à la bactériémie Des souris déficientes en Smad ont été observées sensibles à l’infection en raison d’une altération de la muqueuse et de la fonction des lymphocytes T, suggérant un rôle clé du TGF-β dans ces processus Impaired B cel La maturation avec opsonisation défectueuse et chimiotaxie des neutrophiles, associée à une fonction splénique absente chez la plupart des adultes atteints d’anémie falciforme, peut expliquer l’association des SNP dans la voie TGF-β avec une bactériémie chez certains individus. L’IGFR est omniprésente et régule l’angiogenèse, l’apoptose et recrutement et différenciation des cellules T et B En outre, il interagit avec d’autres voies de signalisation, telles que les voies MAPK ERK, par le recrutement des protéines adaptatrices IRS-, Gab et Crk, la voie PI kinase, et les membres du SAPK / JNK-all dont interagissent avec les membres de la voie TGF-β Une réponse immunitaire dysfonctionnelle, le recrutement et la prolifération lymphocytaire, et des réponses TI anormales dans les cellules B MZ ont été décrites dans un modèle murin igfr-déficient Ce mécanisme peut également expliquer , en partie, la faible réponse des patients atteints de diabète sucré à la vaccination pneumococcique et un risque accru d’infection chez ces patients Variation i IGFR pourrait moduler le risque d’infection en contribuant à une signalisation anormale dans la voie du TGF-β et altérer la réponse des lymphocytes T et B aux bactéries. Modulation de la sensibilité d’un patient à l’anémie drépanocytaire à l’infection et à la réponse de l’hôte à l’infection. avec d’autres complications de la drépanocytose comme l’accident vasculaire cérébral, est susceptible d’impliquer des interactions de nombreux gènes et facteurs environnementaux Il est peu probable qu’un seul polymorphisme génétique ait un effet majeur. Par conséquent, l’OR pour l’association d’un SNP avec ce phénotype peut être modeste Appliquer une correction de Bonferroni ou contrôler le taux de fausses découvertes serait une méthode excessivement rigoureuse pour exclure les résultats faussement positifs et demanderait à des groupes de patients et de groupes de contrôle trop importants de trouver un résultat positif. la susceptibilité à la bactériémie dans l’anémie drépanocytaire Études d’association à l’échelle du génome, alo Avec des techniques de modélisation sophistiquées, il peut être nécessaire de définir complètement le réseau d’associations génétiques avec ce phénotype

Remerciements

Soutien financier Institut national du cœur, des poumons et du sang HL R [à MHS] et T HL [à VGN] Conflits d’intérêts potentiels Tous les auteurs: aucun conflit